EFI

Elektronische Benzineinspritzung ist ein System, das die mechanische Zerstäubung des Vergasers durch elektrisch gesteuerte Injektoren ersetzt, die einen feinen Nebel direkt in die Zylinder oder den Ansaugkrümmer des Motors sprühen. Jeder Injektor ist ein Magnetventil, das in Millisekunden-Impulsen öffnet und schließt und die Kraftstoffmenge präzise dosiert, indem die Impulsbreite variiert wird (wie lange das Ventil offen bleibt). Eine Motorsteuereinheit (ECU) liest Daten von Sensoren, berechnet die gerade benötigte Kraftstoffmenge und zündet die Injektoren entsprechend.

Die grundlegenden Sensoreingaben sind die Luftmassenmessung (MAF) oder die Speed-Density-Berechnung, die Motordrehzahl vom Kurbelwellensensor, der Drosselklappenwinkel, die Kühlmitteltemperatur und der Sauerstoffgehalt in den Abgasen. Die ECU berechnet ein Zielluft-Kraftstoff-Verhältnis (stoichiometrisches Verhältnis liegt grob bei 14,7 Teilen Luft auf 1 Teil Kraftstoff nach Gewicht) und passt die Injektorimpulsbreite in Echtzeit an. Kalte Motoren erhalten reichere Gemische, unter Last magere Gemische, bei Teillast sucht das System nach Effizienz. Diese Reaktionsfähigkeit macht EFI bei Emissionen, Fahrverhalten und Verbrauch weit überlegen gegenüber Vergasern.

Varianten und Bauweisen

Saugrohr-Direkteinspritzung (PFI) spritzt Kraftstoff kurz vor dem Öffnen des Einlassventils in die Saugrohre. Direkteinspritzung (DI) spritzt Kraftstoff direkt unter hohem Druck in die Brennkammer, was bessere Zerstäubung und geschichtete Verbrennung ermöglicht. Drosselklappeneinspritzung (TBI), häufig in Fahrzeugen der 1980er Jahre, montierte Injektoren über der Drosselklappe wie ein Vergaser-Ersatz. Kraftstoffrücklaufsysteme ohne Rückleitung entfallen die Rücklaufleitung, stattdessen regeln Druckregler im Tank. Sequenzielle Systeme zünden Injektoren in Zylinderreihenfolge; gleichzeitige Batch-Systeme zünden alle Injektoren zusammen. Modern Ottomotoren sind fast ausnahmslos PFI oder DI.

Häufige Ausfallarten sind verschmutzte Injektoren (durch Kraftstoffrückstände, Wasser oder Additive), undichte Injektoren (überfluten den Zylinder mit Kraftstoff und waschen die Zylinderwände aus) und elektrische Fehler in der Ansteuerschaltung. Kraftstoffdruckregler, die ausfallen, verursachen Startschwierigkeiten oder schlechte Beschleunigung. Fehlerhafte Lambdasonden oder MAF-Sensoren werfen die Kraftstoff-Trim-Berechnung in Fehler und führen zu magerer oder fetter Gemischbildung.

Der Begriff grenzt das System von mechanischen Vergasern und von Dieseleinspritzsystemen ab, die mit viel höheren Drücken arbeiten und unterschiedliche Ventildesigns nutzen. EFI wurde in den USA ab Mitte der 1980er Jahre für die Emissionsbekämpfung vorgeschrieben und ist heute in Straßenfahrzeugen universal. Das Verständnis der EFI-Grundlagen ist für die Diagnose essentiell: Wenn der Motor schlecht läuft, stellt sich immer die Frage, ob Kraftstoffversorgung, Zündung oder Ansaugluft das Problem sind.